JPH03239783A - ウイスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法 - Google Patents
ウイスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法Info
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- JPH03239783A JPH03239783A JP3789490A JP3789490A JPH03239783A JP H03239783 A JPH03239783 A JP H03239783A JP 3789490 A JP3789490 A JP 3789490A JP 3789490 A JP3789490 A JP 3789490A JP H03239783 A JPH03239783 A JP H03239783A
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、立方晶窒化ホウ素、ウルツ鉱型窒化ホウ素な
どの高密度相窒化ホウ素粒の表面にウィスカーを育成さ
せてなる被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法に係
り、具体的には例えば研摩工具や切断工具として用いら
れる砥石用の砥粒、又は高圧高温焼結体などの粉末冶金
製品を製造する際の出発物質として適するウィスカー被
覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法に関するもので
ある。
どの高密度相窒化ホウ素粒の表面にウィスカーを育成さ
せてなる被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法に係
り、具体的には例えば研摩工具や切断工具として用いら
れる砥石用の砥粒、又は高圧高温焼結体などの粉末冶金
製品を製造する際の出発物質として適するウィスカー被
覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法に関するもので
ある。
（従来の技術）
一般に、高密度相窒化ホウ素は、主として研摩工具や切
断工具などに用いられるレジンボンド砥石、メタルボン
ド砥石又はビトリファイドボンド砥石に含有させる砥粒
、もしくは高圧高温焼結体に含有させる硬質相として用
いられる。この高密度相窒化ホウ素は、他物質との親和
性が低いことから、高密度相窒化ホウ素粒の表面を金属
又は、セラミックスで被覆して改質することが試みられ
ている。この代表的なものとして、特開昭６１２’１７
０７９号公報がある。
断工具などに用いられるレジンボンド砥石、メタルボン
ド砥石又はビトリファイドボンド砥石に含有させる砥粒
、もしくは高圧高温焼結体に含有させる硬質相として用
いられる。この高密度相窒化ホウ素は、他物質との親和
性が低いことから、高密度相窒化ホウ素粒の表面を金属
又は、セラミックスで被覆して改質することが試みられ
ている。この代表的なものとして、特開昭６１２’１７
０７９号公報がある。
（発明が解決しようとする課題）
特開昭６１−２９７０７９号公報には、ダイヤモンド粉
末及び／又は立方晶窒化ホウ素粒末の表面に炭化チタン
及び／又は炭酸化チタンを被覆してなる被覆高硬質粉末
が開示されている。この同公報の被覆立方晶窒化ホウ素
粒末は、砥石の砥粒として用いると結合相との結合力を
高め、目詰りも起し難くするというすぐれたものである
けれども、衝撃力の大きい条件で用いる場合、又は高靭
性で高硬度な被加工材を加工する場合には、砥粒が脱落
しやすいという問題がある。
末及び／又は立方晶窒化ホウ素粒末の表面に炭化チタン
及び／又は炭酸化チタンを被覆してなる被覆高硬質粉末
が開示されている。この同公報の被覆立方晶窒化ホウ素
粒末は、砥石の砥粒として用いると結合相との結合力を
高め、目詰りも起し難くするというすぐれたものである
けれども、衝撃力の大きい条件で用いる場合、又は高靭
性で高硬度な被加工材を加工する場合には、砥粒が脱落
しやすいという問題がある。
本発明は、上述のような問題点を解決したもので、具体
的には、高密度相窒化ホウ素粒の表面にＴｉ、 Ｚｒ、
Ｈｆの化合物でなるウィスカーを育成させて、砥石用
の砥粒、又は焼結体の出発物質として適するようにした
ウィスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法の
提供を目的とするものである。
的には、高密度相窒化ホウ素粒の表面にＴｉ、 Ｚｒ、
Ｈｆの化合物でなるウィスカーを育成させて、砥石用
の砥粒、又は焼結体の出発物質として適するようにした
ウィスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法の
提供を目的とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、切れ味がすぐれていて長寿命の立方晶窒
化ホウ素の砥石を開発する目的で、立方晶窒化ホウ素砥
石用の砥粒として被覆立方晶窒化ホウ素について検討し
ていた所、 第１に、立方晶窒化ホウ製粒の表面に被覆層を形成する
ときの製造条件、特に反応容器内へのガス流入条件を制
御することにより、立方晶窒化ホウ製粒の表面にＴｉの
炭化物や窒化物のウィスカーを育成してなるウィスカー
被覆立方品窒化ホウ素が量産的に効率よく得られるとい
う知見を得たものである。
化ホウ素の砥石を開発する目的で、立方晶窒化ホウ素砥
石用の砥粒として被覆立方晶窒化ホウ素について検討し
ていた所、 第１に、立方晶窒化ホウ製粒の表面に被覆層を形成する
ときの製造条件、特に反応容器内へのガス流入条件を制
御することにより、立方晶窒化ホウ製粒の表面にＴｉの
炭化物や窒化物のウィスカーを育成してなるウィスカー
被覆立方品窒化ホウ素が量産的に効率よく得られるとい
う知見を得たものである。
第２に、Ｔｉの炭化物や窒化物のウィスカーを育成して
なる立方晶窒化ホウ製粒を砥石用の砥粒として用いた所
、従来の被覆立方晶窒化ホウ素粒に比べて、砥−粒と結
合相との結合強度が高く、切れ味のすぐれた砥石となる
こと、しかも砥粒の脱落も少なくなることから長寿命に
なるという知見を得たものである。
なる立方晶窒化ホウ製粒を砥石用の砥粒として用いた所
、従来の被覆立方晶窒化ホウ素粒に比べて、砥−粒と結
合相との結合強度が高く、切れ味のすぐれた砥石となる
こと、しかも砥粒の脱落も少なくなることから長寿命に
なるという知見を得たものである。
この第１と第２の知見に基づいて１本発明を完成するに
至ったものである。
至ったものである。
すなわち１本発明のウィスカー被覆高密度相窒化ホウ素
は、高密度相窒化ホウ素粒の表面にＴｉＺｒ、 ｌｌｆ
の炭化物、窒化物、炭酸化物、窒酸化物及びこれらの相
互固溶体の中の少なくとも１種のウィスカーを育成させ
てなることを特徴とするものである。
は、高密度相窒化ホウ素粒の表面にＴｉＺｒ、 ｌｌｆ
の炭化物、窒化物、炭酸化物、窒酸化物及びこれらの相
互固溶体の中の少なくとも１種のウィスカーを育成させ
てなることを特徴とするものである。
芯となる高密度相窒化ホウ素粒は、アルカリ土類金属や
アルカリ金属、又はこれらの窒化物、ホウ化物などを触
媒として合成されるがこの触媒を微量金石している場合
でも同様の効果がある。また、ウィスカーの育成を促進
させる目的で、芯となる高密度相窒化ホウ素粒の表面に
Ｆｅ、旧、又はｌ）やＢの含有したＦｅ、 Ｎｉを付着
もしくは被覆させておくことも好ましいことである。
アルカリ金属、又はこれらの窒化物、ホウ化物などを触
媒として合成されるがこの触媒を微量金石している場合
でも同様の効果がある。また、ウィスカーの育成を促進
させる目的で、芯となる高密度相窒化ホウ素粒の表面に
Ｆｅ、旧、又はｌ）やＢの含有したＦｅ、 Ｎｉを付着
もしくは被覆させておくことも好ましいことである。
高密度相窒化ホウ素粒の表面に育成させるウィスカーは
、具体的には、例えばＴｉＣ，ＴｉＮ。
、具体的には、例えばＴｉＣ，ＴｉＮ。
Ｔｉ（Ｃ，Ｎ１． Ｔｉ（Ｃ，Ｏ）、 Ｔｉ（Ｎ、０）
、 Ｔｉ（Ｃ，Ｎ、Ｏ）、 ＺｒＣ。
、 Ｔｉ（Ｃ，Ｎ、Ｏ）、 ＺｒＣ。
ＺｒＮ、 １Ｉｆｃ、 ＨｒＮなどを挙げることができ
る。
る。
本発明のウィスカー被覆高密度相窒化ホウ素の製造方法
は、高密度相窒化ホウ素粒を反応容器内に配置し、該反
応容器内を水素ガス、又は水素ガスと不活性ガスの（Ｃ
３ガスからなるガス雰囲気とした後、該高密度相窒化ホ
ウ素粒を加熱し、次いで該（Ｃ１ガスをキャリヤガスと
するＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆのハロゲン化物の中の少なく
とも１種の（Ａｌ ガスとの第１混合ガスと、炭化水素
、窒化水素、アンモニア、ヒドラジン、一酸化炭素及び
二酸化炭素の中の少なくとも１種の＋Ｂｌガスと該（Ｃ
１ガスとでなる第２混合ガスとを該反応容器内に流入さ
せるときの全流入ガスの体積比が第１混合ガス中の（Ｃ
１のガス量を（Ｃ３）とし、第２混合ガス中のｆｃ）の
ガ２ ｍを（Ｃ２）としたとき、 （＾）＋（ｃ、ｌ
／ｌＢｌ＋（ｃｉ）＝０．５〜１．５とすることにより
、該高密度相窒化ホウ木粒の表面にＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈ
ｆの炭化物、窒化物。
は、高密度相窒化ホウ素粒を反応容器内に配置し、該反
応容器内を水素ガス、又は水素ガスと不活性ガスの（Ｃ
３ガスからなるガス雰囲気とした後、該高密度相窒化ホ
ウ素粒を加熱し、次いで該（Ｃ１ガスをキャリヤガスと
するＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈｆのハロゲン化物の中の少なく
とも１種の（Ａｌ ガスとの第１混合ガスと、炭化水素
、窒化水素、アンモニア、ヒドラジン、一酸化炭素及び
二酸化炭素の中の少なくとも１種の＋Ｂｌガスと該（Ｃ
１ガスとでなる第２混合ガスとを該反応容器内に流入さ
せるときの全流入ガスの体積比が第１混合ガス中の（Ｃ
１のガス量を（Ｃ３）とし、第２混合ガス中のｆｃ）の
ガ２ ｍを（Ｃ２）としたとき、 （＾）＋（ｃ、ｌ
／ｌＢｌ＋（ｃｉ）＝０．５〜１．５とすることにより
、該高密度相窒化ホウ木粒の表面にＴｉ、 Ｚｒ、 Ｈ
ｆの炭化物、窒化物。
炭酸化物、窒酸化物及びこれらの相互固溶体の中の少な
くとも１種のウィスカーを育成させることを特徴とする
方法である。
くとも１種のウィスカーを育成させることを特徴とする
方法である。
この製造方法における反応容器内に流入させるガスは、
液体状の（＾）物質を加熱しながら１例えばＴｉＣｊ２
ａでは５１，５℃に加熱して（Ｃ）ガスと共に混合ガス
状にして反応容器内に流入させると共に、［このときの
ｆｃ）ガス量をｌｃ＋）とする］、別途に（Ｂｌ と
（Ｃ） とのガスを反応容器内に流入させるのである
。［このときの（Ｃ１ガスにを（Ｃ２）とする。］この
ときの反応容器内に流入させる全流入ガス体積比が（Ａ
ｌ＋１ｃｔ）／（Ｂｌ＋（ｃｚ）＝ｏ、ｓ 〜１．５か
らなるもので、（Ａｌ ＋ （Ｃ，）／ （Ｂ） ＋
（Ｃ１＝ ０．５未満又は１．５を超える場合は、ウィ
スカーの育成が全く生じないか、もしくは育成されたと
しても微量で実用化が困難となる。
液体状の（＾）物質を加熱しながら１例えばＴｉＣｊ２
ａでは５１，５℃に加熱して（Ｃ）ガスと共に混合ガス
状にして反応容器内に流入させると共に、［このときの
ｆｃ）ガス量をｌｃ＋）とする］、別途に（Ｂｌ と
（Ｃ） とのガスを反応容器内に流入させるのである
。［このときの（Ｃ１ガスにを（Ｃ２）とする。］この
ときの反応容器内に流入させる全流入ガス体積比が（Ａ
ｌ＋１ｃｔ）／（Ｂｌ＋（ｃｚ）＝ｏ、ｓ 〜１．５か
らなるもので、（Ａｌ ＋ （Ｃ，）／ （Ｂ） ＋
（Ｃ１＝ ０．５未満又は１．５を超える場合は、ウィ
スカーの育成が全く生じないか、もしくは育成されたと
しても微量で実用化が困難となる。
この製造方法における高密度相窒化ホウ木粒の加熱は、
反応容器内に流入した（Ａｌ 、 ＋Ｂｌ 、 ｆＣ）
のガスが相互反応する温度に加熱すればよく、例えばＴ
１Ｃｆ１．、 Ｃ１１，、＋１２の場合は８５０℃以上
、好ましくは１０００〜１１００℃に加熱することであ
る。
反応容器内に流入した（Ａｌ 、 ＋Ｂｌ 、 ｆＣ）
のガスが相互反応する温度に加熱すればよく、例えばＴ
１Ｃｆ１．、 Ｃ１１，、＋１２の場合は８５０℃以上
、好ましくは１０００〜１１００℃に加熱することであ
る。
（作用〉
本発明のウィスカー被覆高密度相窒化ホウ素は、高畜度
相窒化ホウ素粒の表面に育成したウィスカーが粒の表面
積を拡大させ、その結果、例えば砥石用の砥粒として用
いると、結合相との接着面梢が増大すること、砥石内の
破壊靭性値を高めること、砥粒の脱落防上を行うこと、
砥石としての切れ味の強化になること及び砥石の機械的
強度の向上として作用しているものである。
相窒化ホウ素粒の表面に育成したウィスカーが粒の表面
積を拡大させ、その結果、例えば砥石用の砥粒として用
いると、結合相との接着面梢が増大すること、砥石内の
破壊靭性値を高めること、砥粒の脱落防上を行うこと、
砥石としての切れ味の強化になること及び砥石の機械的
強度の向上として作用しているものである。
また、本発明のウィスカー被Ｆｆｉ複合高密度相窒化ホ
ウ素の製造方法は、特に反応容器内に流入させる（Ａｌ
、 ＋Ｂ） 、 （Ｃ１のガス流入体積比の微量制御
によって、ウィスカーの育成を容易になるという作用を
しているものである。
ウ素の製造方法は、特に反応容器内に流入させる（Ａｌ
、 ＋Ｂ） 、 （Ｃ１のガス流入体積比の微量制御
によって、ウィスカーの育成を容易になるという作用を
しているものである。
実施例１
１４０〜 ＋７０メツシユの立方晶窒化ホウ素を反応容
器内に設置し、反応容器内を真空度４６０ｍｍ１！ｇと
した後、（Ｃ１ガスであるＨｚ （２１２７ｍ１ｎ）を
反応容器内に流入させながら昇温速度５．８３℃／ｍｉ
ｎで加熱し、立方晶窒化ホウ素が１０５０”ｃになった
所で、（Ａ）ガスであるＴｉＣＪ２ｎとｔｃ）ガスであ
る］（３との第１混合ガス、並びに（Ｂ）ガスであるＮ
２と（Ｃ）ガスであるｌｌｉとの第２混合ガスを反応容
器内に流入させて３０分間保持した。このときのそれぞ
れのガス流入量及びガス流入体積比を求めて第１表に示
した。
器内に設置し、反応容器内を真空度４６０ｍｍ１！ｇと
した後、（Ｃ１ガスであるＨｚ （２１２７ｍ１ｎ）を
反応容器内に流入させながら昇温速度５．８３℃／ｍｉ
ｎで加熱し、立方晶窒化ホウ素が１０５０”ｃになった
所で、（Ａ）ガスであるＴｉＣＪ２ｎとｔｃ）ガスであ
る］（３との第１混合ガス、並びに（Ｂ）ガスであるＮ
２と（Ｃ）ガスであるｌｌｉとの第２混合ガスを反応容
器内に流入させて３０分間保持した。このときのそれぞ
れのガス流入量及びガス流入体積比を求めて第１表に示
した。
こうして得た第１表のそれぞれの被覆立方晶窒化ホウ木
粒を走査電子顕微鏡で観察した所、本発明品１，２は芯
が立方晶窒化ホウ素粒で、その表面にウィスカーが育成
されていたのに対し、本発明から外れた比較前１．２は
芯が立方晶窒化ホウ素粒で、その表面に被膜が形成され
ていた。これらのウィスカー及び被膜をＸ線回折した後
、ＴｉＮであることが確認された。
粒を走査電子顕微鏡で観察した所、本発明品１，２は芯
が立方晶窒化ホウ素粒で、その表面にウィスカーが育成
されていたのに対し、本発明から外れた比較前１．２は
芯が立方晶窒化ホウ素粒で、その表面に被膜が形成され
ていた。これらのウィスカー及び被膜をＸ線回折した後
、ＴｉＮであることが確認された。
次に、第１表に示した本発明品１．２及び比較前１．２
の複合立方晶窒化ホウ木粒を砥石として用いてビトリフ
ァイドボンド砥石を作製し、これらの砥石を用いてＳｉ
３Ｎｍ基セラミックス焼結体の研削を行って切れ味及び
砥石の摩耗減量を調べた所、本発明品１．２は比較前１
．２に比べて切れ味が非常にすぐれていた。また、この
ときの砥石の研削比を求めて第１表に併記した。
の複合立方晶窒化ホウ木粒を砥石として用いてビトリフ
ァイドボンド砥石を作製し、これらの砥石を用いてＳｉ
３Ｎｍ基セラミックス焼結体の研削を行って切れ味及び
砥石の摩耗減量を調べた所、本発明品１．２は比較前１
．２に比べて切れ味が非常にすぐれていた。また、この
ときの砥石の研削比を求めて第１表に併記した。
以下余白
（発明の効果〉
以上の結果から、本発明のウィスカー被覆高審度相窒化
ホウ素は、砥石用の砥粒として用いた場合に、従来の被
覆高密度相窒化ホウ素と比べて研削比で約２０〜６２％
向上するというすぐれた研削性能を有するとともに、
ｉｔ久性にもすぐれるという効果がある。
ホウ素は、砥石用の砥粒として用いた場合に、従来の被
覆高密度相窒化ホウ素と比べて研削比で約２０〜６２％
向上するというすぐれた研削性能を有するとともに、
ｉｔ久性にもすぐれるという効果がある。
このことから、本発明のウィスカー被覆高密度相窒化ホ
ウ素及びその製造方法は、各種の砥石用の砥粒及び高圧
高温焼結体に含有させる硬質相としての効果が期待でき
る産業上有用な材料及び製造方法である。
ウ素及びその製造方法は、各種の砥石用の砥粒及び高圧
高温焼結体に含有させる硬質相としての効果が期待でき
る産業上有用な材料及び製造方法である。
Claims (2)
- （１）高密度相窒化ホウ素粒の表面にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
の炭化物、窒化物、炭酸化物、窒酸化物及びこれらの相
互固溶体の中の少なくとも１種のウィスカーを育成させ
てなることを特徴とするウィスカー被覆高密度相窒化ホ
ウ素。 - （２）高密度相窒化ホウ素粒を反応容器内に配置し、該
反応容器内を下記（Ｃ）のガス雰囲気とした後、該高密
度相窒化ホウ素粒を加熱し、次いで該（Ｃ）をキャリヤ
ガスとする下記（Ａ）と（Ｃ）との第１混合ガスと、（
Ｂ）と（Ｃ）との第２混合ガスとを該反応容器内に流入
させるときの全流入ガス体積比が第１混合ガス中の（Ｃ
）のガス量を（Ｃ＿１）とし、第２混合ガス中の（Ｃ）
のガス量を（Ｃ＿２）としたとき、（Ａ）＋（Ｃ＿１）
／（Ｂ）＋（Ｃ＿２）＝０．５〜１．５とすることによ
り、該高密度相窒化ホウ素粒の表面にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
の炭化物、窒化物、炭酸化物、窒酸化物及びこれらの相
互固溶体の中の少なくとも１種のウィスカーを育成させ
ることを特徴とするウィスカー被覆高密度相窒化ホウ素
の製造方法。 （Ａ）Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆのハロゲン化物の中の少なくと
も１種、 （Ｂ）炭化水素、窒化水素、アンモニア、ヒドラジン、
一酸化炭素及び二酸化炭素の中の少なくとも１種、 （Ｃ）水素ガス、又は水素ガスと不活性ガスとの混合ガ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3789490A JPH03239783A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | ウイスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3789490A JPH03239783A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | ウイスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03239783A true JPH03239783A (ja) | 1991-10-25 |
Family
ID=12510250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3789490A Pending JPH03239783A (ja) | 1990-02-19 | 1990-02-19 | ウイスカー被覆高密度相窒化ホウ素及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03239783A (ja) |
-
1990
- 1990-02-19 JP JP3789490A patent/JPH03239783A/ja active Pending
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